Sb掺杂二氧化锡单片纳米带的气敏特性研究

利用热蒸发法制备了纯净的SnO2纳米带及Sb掺杂SnO2纳米带。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和气敏测试仪器对其结构和性能进行了表征和测试。结果表明纳米带表面光滑,厚度约为50nm。纯净SnO2纳米带为理想的单晶结构,掺杂Sb后并没有改变二氧化锡的晶体结构和晶胞参数。使用单根Sb掺杂和纯净的SnO2纳米带制作成传感器并进行气敏性能测试,结果显示:Sb掺杂SnO2纳米带对乙二醇和丙酮的最佳响应温度为180℃,在100×10-6浓度下对乙二醇和丙酮的气敏响应分别为10倍和1.2倍;对乙醇的最佳响应温度为200℃,响应为2.6倍。在最佳响应温度,随乙二醇浓度的增加器件气敏响应增强,其响应时间随乙二醇浓度的增加而缩短,在50×10-6及100×10-6时,其响应时间分别为15s和14s。     

静电纺丝法制备不同形貌的纳米SnO_2及其甲醛气敏特性的研究

采用静电纺丝法,分别选取不同的有机溶剂PVP,PMMA,制备了SnO2的有机物纳米纤维。在600℃温度下退火后,得到不同形貌的SnO2纳米材料(SnO2纳米纤维和SnO2纳米颗粒)。分别通过XRD,SEM,TEM,BET等表征方法对材料的微结构进行了表征,并分别制备了基于SnO2纳米纤维和SnO2纳米颗粒的气敏元件,测试了这些元件对(0.5~50)×10-6的甲醛气体的敏感性能。测试结果表明,在(0.5~50)×10-6甲醛浓度范围内,SnO2纳米颗粒气敏元件比SnO2纳米纤维气敏元件表现出更低的工作温度、更高的响应灵敏度和略长的响应及恢复时间。两种元件都对甲醛表现出良好的选择性。最后,分析了SnO2纳米材料对甲醛的吸附机理。     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9:1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%～0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测（英文）

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9∶1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%~0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

基于正交试验的La_2O_3掺杂SnO_2气敏传感器的研究

以SnO2纳米粉和La2O3纳米粉为原料,采用高能球磨技术,结合正交试验设计,制备了经过高能球磨的纯SnO2纳米粉体和掺杂适量La2O3的SnO2纳米粉体。利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯SnO2厚膜气敏传感器及掺杂一定量La2O3的SnO2厚膜气敏传感器。并对其本征电阻及其对乙醇、汽油、丙酮、氢气和CO等气体的敏感特性进行了测试。结果表明各因素对综合气敏性能影响的显著性水平由大到小依次为La2O3掺杂浓度〉烧结时间〉老化时间〉烧结温度。同时,通过分析还得到了最佳组合工艺。La2O3掺量为5%（质量分数）,烧结时间为2h,老化时间为7d,烧结温度为650℃条件下制备的气敏元件的综合气敏性能最好,其中对1.0×10-3乙醇蒸气的灵敏度达107.2,对相同浓度的干扰气体的选择性分别为S乙醇/S汽油=11.3,S乙醇/S丙酮=9.1。     

SnO2纳米薄膜氢敏特性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SnO2氢敏纳米薄膜.将0.1和0.05mol/L的SnO2溶胶溶液旋涂在Au叉指电极衬底而制得.通过测量在不同温度下SnO2纳米氢敏薄膜的电阻信号来表征其氢敏特性.当温度为250℃时,试样的灵敏度较低,并且响应时间也比较长.温度为300℃时试样的灵敏度较高,响应时间也明显缩短.0.05mol/L溶胶溶液旋涂10层制备的样品在300℃氢气浓度为2.0×10-3时,灵敏度达到了178,响应时间为3.5s.同时实验还发现试样对氢气的响应时间随着氢气浓度的增加先增大再减小.     

Ni修饰层对SnO2薄膜气敏性能影响

采用磁控溅射技术在SnO2薄膜表面修饰金属Ni，研究Ni修饰量对SnO2薄膜气敏性能影响。对Ni-SnO2薄膜进行表面成分分析，发现Ni的表面含量和化学价态对Ni-SnO2薄膜气敏性能影响至关重要。Ni的表面修饰量在3．4％-8．8％之间将有效提高SnO2薄膜对低浓度氢气的敏感性能。180℃工作温度下，表面含Ni3．4％的SnO2薄膜对1000ppm的氢气灵敏度最高为59．6，同时响应时间和恢复时间降低至15s和125s。Ni修饰量增加到23．4％，薄膜的气敏性能恶化，这是因为修饰层过厚，阻碍气体与SnO2材料接触。同时，XPS证实NiO是增加SnO2薄膜气敏性能的主要物质，增敏机理解释为Ni氧化后形成的NiO在SnO2薄膜上形成p-n结，促进元件的电导变化，从而提高了薄膜的气敏性能。     

温度对传感器气敏材料电阻的影响研究

从传感器气敏材料的电阻微小变化中可得到许多有用的信息,其电阻对材料的温度非常敏感.实验中所用传感器的气敏材料是在配有加热器的铝基底上沉积SnO2薄膜,通过控制加热器上的电压来改变气敏材料的温度(温度变化范围为25～400℃),研究了温度对材料电阻的影响.通过分析电阻随温度的变化,基于晶界势垒控制模型得到了关于电阻随温度变化的新经验方程,并将此方程的计算结果与实验结果进行了比较.结果表明,此方程可很好地描述某些型号的传感器电阻对温度的依赖行为.     

以SnO_2纳米颗粒为敏感电极的阻抗型氢气传感器的研究

采用浸渍法在Ce0.9Gd0.1O1.95(CGO)固体电解质骨架中制备敏感材料SnO2,并组装成氢气传感器。利用XRD、SEM对氢气传感器的相组成及微观形貌进行表征,采用IM6e型电化学工作站对传感器气敏性能进行测试。结果表明浸渍法制备的敏感材料SnO2颗粒细小,约为400nm左右;在400~550℃时,传感器阻抗值随氢浓度的增加而减小,且传感器信号与氢气浓度表现出非常良好的线性关系。随着温度升高,传感器的信号响应速度逐渐增加,在550℃、氢浓度为1.0×10-3时,其90%的响应时间为170s。     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现 ,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视。本文比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的SnO2 敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明 ,用液涎生长和热氧化技术制备的SnO2 薄膜灵敏度高、稳定性好 ,但这种方法与lift off技术不兼容 ;室温直流溅射Sn然后热氧化方法制备的SnO2 薄膜虽然能采用lift off技术成形 ,但由于膜中晶粒结构和Sn/O比不合适使得它的气敏响应特性很差 ;室温混合气氛 (Ar/O2 比为 8∶2 )下射频溅射SnO2 靶然后退火制备的SnO2 薄膜 ,不仅对有机分子十分灵敏 ,而且与微电子工艺相容。室温射频溅射是制备微结构气敏传感器敏感薄膜较理想的方法     

氧化锡纳米线的制备及其乙醇气体敏感性能

采用热蒸发法成功制备氧化锡纳米线。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备纳米线的晶格结构和表面形貌进行表征。所制材料为金红石氧化锡单晶结构,纳米线直径为50~200nm,长度为5~15μm,符合气-液-固生长机制。以氧化锡为气敏材料,制备了旁热式结构气敏元件,测试该元件对浓度范围为25×10^-6 ~500×10^-6 的乙醇气体环境的敏感性能。结果表明,该元件的最佳工作温度约为260℃;在25×10^-6 和500×10^-6 的乙醇气体中,灵敏度分别为7.54和111.01,响应时间为2~20s,恢复时间为5~33s;在测试范围内灵敏度与气体浓度具有良好的线性关系;7天内重复测量误差在5%以内,稳定性较好。     

Effect of thickness on nanostructured SnO2 thin films by spray pyrolysis as highly sensitive H2S gas sensor

Nanostructured SnO2 thin films were prepared by spray pyrolysis technique onto glass substrates with different thickness by varying quantity of precursor solution. The structural, optical and electrical properties of these films have been studied. The crystallographic structure of the films was studied by X-ray diffraction (XRD). It is found that the films are tetragonal with (110) orientation. The grain size increases with thickness. Atomic Force Microscopy (AFM) showed that the nanocrystalline nature of the films with porous nature. The grain size increased 14 to 29 nm with increase in film thickness. The studies on the optical properties show that the direct band gap value decreases from 3.75 to 3.50 eV. The temperature dependence of the electrical conductivity was studied. The activation energies of the films are calculated from the conductance temperature characteristics. The nanostructured SnO2 thin films were used as sensing layers for resistive gas sensors. The dependence of gas sensing properties on the thickness of SnO2 thin films was investigated. The gas response of the SnO2 thin films towards the H2S gas was determined at an operating temperature of 150 degrees C. The sensitivity towards H2S gas is strongly depending on surface morphology of the SnO2 thin films.     

二氧化锡薄膜的电阻气敏和光透射率气敏性能

以无机盐为原料,采用新颖的溶胶－凝胶工艺制备了具有优良电阻－气敏性能的纳米晶二氧化锡薄膜,其在最佳工作温度２００℃对６００ｐｐｍＣＯ的灵敏度可达５００,响应时间和恢复时间分别为１３ｓ和２０ｓ,进一步研究了薄膜的光透射率－气敏性能,发现当通ＣＯ时,透射率下降,最佳工作温度与电阻－气敏性能一致,当提高薄膜的退火温度时,电阻－气敏和光透射率－气敏的灵敏度均下降,分析了产生这些现象的原因。     

金属离子掺杂纳米SnO2材料的气敏性能及掺杂机理

以SnCl4·5H2O为原料合成纳米SnO2,并以其为基底材料分别以离子形式掺杂Ag^＋、Ni^2＋、Ce^3＋、Sb^2＋等作为气敏材料,制作旁热式气敏元件．研究了其对甲醇、乙醇气体的气敏性能．结果发现,适量的金属离子掺杂可提高SnO2的气敏性能,其中掺Ag^＋效果最佳,可显著提高SnO2对甲醇、乙醇气体的灵敏度．在工作温度为360℃时,对体积浓度为400×10^-6的乙醇、甲醇气体灵敏度分别为121和66．掺Sb^2＋可提高SnO2的导电性,在温度为200℃时,电阻值由180kΩ降至4kΩ．用Materials Studio软件对掺杂不同金属的SnO2的能带结构进行了理论计算,分析表明,掺杂使SnO2能带带隙宽度由掺杂前的2．65eV减少为2．02～2．62eV,相应元件电阻阻值的减少与带隙宽度变化趋势一致,带隙宽度是影响SnO2传感器工作温度高低的重要因素．     

PECVD法制备的SnOx气敏膜的色变机理

有用ＰＥＶＣＤ法制备了非晶掺Ｓｎ有机膜，经过退火处理得到ＳｎＯｘ气敏膜，考察了退火过程和气敏响应过程的阻温特性和颜色变化的关系，研究了表面掺Ａｇ对ＳｎＯｘ元件电阻、     

Y_2O_3-SnO_2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳｎＣｌ２·２Ｈ２Ｏ,Ｙ（ＮＯ３）３·６Ｈ２Ｏ为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜．采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２干凝胶粉末的热分解、晶化过程．研究了Ｙ２Ｏ３－ＳｎＯ２薄膜的电学和气敏性能．从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜电学及气敏性能的影响．实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜在常温下对ＮＯｘ具有较好的灵敏度和选择性,并具有较好的响应恢复性能;在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度．     

Sol-Gel法制备低阻SnO2薄膜

采用sol-gel法制备了SnO2薄膜。研究了不同的实验条件对薄膜阻值的影响。利用XRD、XPS分析了薄膜的晶体结构和晶粒尺寸。利用这种低阻SnO2薄膜制作的热线型气敏元件对H2S具有较好的气敏特性。     

Nanostructured SnO(2) films prepared from evaporated Sn and their application as gas sensors

This paper describes the morphology, stoichiometry, microstructure and gas sensing properties of nanoclustered SnO(x) thin films prepared by Sn evaporation followed by a rheotaxial growth and thermal oxidation process. Electron microscopy was used to investigate, in detail, the evolution of the films as the oxidation temperature was increased. The results showed that the contact angle, perpendicular height, volume and microstructure of the clusters all changed significantly as a result of the thermal oxidation processes. Electron diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy measurements revealed that after oxidation at a temperature of 600?°C, the Sn clusters were fully transformed into porous three-dimensional polycrystalline SnO(2) clusters. On the basis of these results, a prototype SnO(2) sensor was fabricated and sensing measurements were performed with H(2) and NO(2) gases. At operating temperatures of 150-200?°C the film produced measurable responses to concentrations of H(2) as low as 600?ppm and NO(2) as low as 500?ppb.     

高温ITO薄膜应变计制备及压阻性能EI北大核心CSCD

高温薄膜应变计被广泛应用于极端条件热端构件的应变测量。ITO薄膜应变计通常能够应用于1000℃以上的应变测量,为了研究ITO薄膜的显微结构、XPS光谱、阻温特性及压阻响应,采用磁控溅射在陶瓷基底上制备了ITO薄膜应变计,并在高温纯N2中热处理ITO薄膜。结果表明,其电阻温度系数稳定在-750×10-6℃-1,在1200℃下测试其应变特性,测得电阻漂移率为0.0018 h-1,应变因子为16。ITO薄膜在高温下具有稳定的电阻温度系数和低漂移率,为高温端部件应变的测量提供了可能。